内容正文:
物理试卷(二)
满分:80分 考试时间:80分钟
一、选择题(每小题2分,共20分)
1. 生活中常用的工具在使用时利用了杠杆的知识,下列如图所示的工具在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 撬棍 B. 镊子
C. 扳手 D. 羊角锤
2. 用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升1 m,竖直拉绳子自由端的力分别为、,此过程的有用功和总功如表所示。(甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受重力均为,乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受重力均为,忽略绳重及轮和轴间的摩擦)。下列分析不正确的是( )
滑轮组
有用功/J
总功/J
甲
70
120
乙
60
120
A. 甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
B. 小于
C. 若将物体A、B位置交换,则乙滑轮组提升物体的效率将降低
D. 由于较大,故此过程中乙滑轮组没有省力
3. 下列选项中,关于电路的说法中正确的是( )
A. 一个完整的电路由电源、用电器和开关组成
B. 连接电路时,开关必须处于闭合状态
C. 为避免损坏电源,不可用导线将电池两极直接相连
D. 两盏灯总是同时亮、同时灭,这两盏灯必定是串联的
4. 如图所示是实验室用来测量电流大小的仪器——电流表,下列说法正确的是( )
A. 电流表应与被测小灯泡并联
B. 当电路中的电流难以估计时,要选用小量程试触
C. 电流表两接线柱可以直接接到电源两极
D. 电流应从“+”接线柱流入,“-”接线柱流出
5. 下列各种情景中改变物体内能的方式与其他三个不同的是( )
A. 滑下滑梯臀部变热 B. 压缩使空气变热
C. 摩擦使手变暖 D. 加冰使可乐变冷
6. 如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中( )
A. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
B. 动能减小,重力势能增大,机械能不变
C. 动能不变,重力势能增大,机械能增大
D. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
7. 在纪念抗战胜利阅兵式上,国产新型战机“歼一35”挂弹受阅。现场解说提到:“该机携带的航空煤油具有较高热值,可保障战机长时飞行。”以下说法正确的是( )
A. 煤油燃烧越充分,其热值越大
B. 在阅兵过程中,煤油燃烧了一部分,剩余的热值将减小
C. 使用航空煤油作燃料,主要是由于它所含的热量较多
D. 相同质量的这种航空煤油,完全燃烧后产生的热量比其他热值低的燃料更多
8. 如图所示的三个电路,下列对其通路、断路、短路判断正确的是( )
A. 甲断路、乙短路、丙通路 B. 甲短路、乙通路、丙断路
C. 甲断路、乙通路、丙短路 D. 甲通路、乙短路、丙断路
9. 如实物图所示,以下判断正确的是( )
A. 灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B. 灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C. 灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D. 灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
10. 自2025年元月起,祁阳公交增开第12路公交车,城内公交网络覆盖更全。公交车的前、后门两侧扶手上各装有一个红色按钮,想要下车的乘客只要按下其中任何一个按钮,装在车内的电铃就会响起,以提醒司机停车。下列电路图选项,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
二、填空及作图题(每空1分,每图2分,共21分)
11. 长征八号运载火箭采用绿色环保液态氢作为燃烧剂,这是因为液态氢的___________大,的液态氢完全燃烧能释放出___________J的热量(液态氢的热值),湿地能有效调节城市气温,主要原因是水的___________大;春夏季节,漫步在洋澜湖畔,可以闻到阵阵的花香,从物理学的角度来讲,这是___________现象。
12. 如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。辘轳在使用时相当于______(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),它的摇柄属于简单机械中的______(选填“省力”或“费力”)机械;若想让提升物体时更省力可以适当增加______(选填“A”或“B”)的长度。
13. 为了响应国家体重管理年的号召,家庭健身日渐成为日常。图为某同学健身过程中,物体A的质量为,滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢匀速提升时,该健身器材中滑轮的作用是___________。若内脚腕将A物体匀速提起,则对物体A所做的功的功率为___________W。(g取10N/kg)
14. 一节新干电池的电压为___________V;将电动自行车钥匙插入锁孔旋转一下,车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的___________;给电动车充电时,蓄电池相当于电路中的___________。为了保护同学们的视力,学校教室的日光灯换成了护眼灯,我们发现一个开关可以同时控制几盏护眼灯,那这几盏灯之间的连接方式是___________联。
15. 如图甲电流表示数为___________A。如图乙所示电路,若要使灯和电铃组成串联电路,只需闭合开关___________;若要使灯和电铃组成并联电路,则需闭合开关___________;若断开,闭合、,则灯___________。(选填“亮”或“不亮”)。
16. 作图题
(1)如图甲所示是个压核桃钳子,其简化示意图如图乙所示,请在图(1)乙中画出压核桃时,作用在A点的阻力F2的阻力臂,以及作用在B点的最小动力。
(2)如图(2)所示,根据实物电路在虚线方框内画出相应的电路图。
三、实验探究题(每空1分,共21分)
17. 如图所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验装置,实验中,每个钩码质量都相等。
(1)如图甲所示,杠杆在此位置静止,这时杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)应向___________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,是为了便于___________;
(3)图乙所示,若将、位置的钩码都向O点靠近1格,杠杆将会___________(选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)实验时,测得的实验数据如下表所示。分析表中数据可得出杠杆平衡条件为___________(用字母表示);实验中多次改变力和力臂的大小,目的是_________________________________;
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
10
2
5
2
10
1
20
2
15
3
10
(5)为帮助学生理解力臂,物理老师自制了如图丙所示的“杠杆力臂演示仪”继续实验(杠杆O点固定但固定装置未画出,杠杆自重和摩擦不计),调节杠杆水平平衡后,保持不动,使向下折一个角度,如果要保持杠杆在图丁所示状态平衡,接下来的操作是_________________________________。(合理即可)
18. 如图所示,某实验小组的同学们在“探究斜面的机械效率”的实验中,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据。
(1)分析表中的数据可得出:斜面越缓越___________(填“省力”或“省功”)。
(2)该小组在保持第2次斜面的倾斜程度不变的基础上又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5 m和1 m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4 N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为___________;本次实验中物体在棉布上受到的摩擦力大小为___________;
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与___________和___________有关。
实验次数
斜面的倾斜程度
物块重力
斜面高度
拉力
斜面长度
机械效率
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
19. 在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时,小东同学按如图所示将甲、乙小球()分别拉到与竖直方向成一定角度的位置,由静止释放,当小球与静止在相同水平而且处于同一位置的木块发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。(图中的摆长L都相等)
(1)本实验中,通过观察___________可比较出小球所具有的动能大小关系。
(2)实验中为了探究动能大小与速度的关系,应选择___________两图进行实验分析可知,物体的动能大小与物体的速度___________。(选填“有关”或“无关”)。
(3)若实验中水平面绝对光滑,本实验将___________(选填“能”或“不能”)达到研究目的。
20. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)要比较不同燃料的热值,应选择___________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过___________来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);若利用液体吸收的热量和燃料燃烧的质量来测得的热值与实际值相比是偏___________(选填“大”或“小”);
(2)要比较不同物质吸热能力的特点:应选择___________两图进行实验;液体a、b吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,则从图像可以看出,液体___________的比热容较大。
四、综合题(21题4分,22题6分,23题8分,共计18分)
21. 如图所示,电动机在10s内将重为384N的建筑材料匀速提升5m,电动机对绳子拉力做的功为2400J,求:
(1)电动机做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率。
22. 我国在世界上首次对可燃冰实现安全可控开采。可燃冰分解后,可释放出约天然气,已知天然气热值为,水的比热容为。求:
(1)可燃冰释放出的天然气完全燃烧,放出的热量约是多少?
(2)这些热量被质量为的水吸收后,水温从升高至,求水吸收的热量?
(3)上述过程中可燃冰的利用效率是多少?
23. 在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵中,某参阅车辆以较低的恒定速度匀速通过长安街核心检阅区,行驶距离为500m。已知该装甲车总质量为10t,在长安街平整路面低速行驶时,受到的阻力约为车重的0.02倍。其搭载的柴油机效率为40%。所用柴油的热值。(g取)试计算:
(1)该装甲车匀速前进时受到的牵引力是多少?
(2)该车通过核心检阅区过程中,柴油机做的有用功是多少?
(3)在此过程中,柴油机消耗的柴油质量约为多少?(结果保留两位小数)
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物理试卷(二)
满分:80分 考试时间:80分钟
一、选择题(每小题2分,共20分)
1. 生活中常用的工具在使用时利用了杠杆的知识,下列如图所示的工具在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 撬棍 B. 镊子
C. 扳手 D. 羊角锤
【答案】B
【解析】
【详解】A.用撬棍撬石头过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.用镊子夹取物体过程中,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.用扳手拧紧螺丝过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.用羊角锤拔钉子过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
2. 用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升1 m,竖直拉绳子自由端的力分别为、,此过程的有用功和总功如表所示。(甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受重力均为,乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受重力均为,忽略绳重及轮和轴间的摩擦)。下列分析不正确的是( )
滑轮组
有用功/J
总功/J
甲
70
120
乙
60
120
A. 甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
B. 小于
C. 若将物体A、B位置交换,则乙滑轮组提升物体的效率将降低
D. 由于较大,故此过程中乙滑轮组没有省力
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲滑轮组机械效率
乙滑轮组机械效率
甲滑轮组机械效率大于乙滑轮组机械效率,故A正确;
B.由图知,;甲滑轮组竖直拉绳子自由端的力
乙滑轮组竖直拉绳子自由端的力
因此小于,故B正确;
C.物体A重
物体B重
将A、B位置交换,乙滑轮组提升物体A,物重增大,由可知机械效率将升高,故C不正确;
D.已知,乙滑轮组的拉力,拉力等于物重,即,故此过程中乙滑轮组没有省力,故D正确。
本题选择描述不正确的,故选C。
3. 下列选项中,关于电路的说法中正确的是( )
A. 一个完整的电路由电源、用电器和开关组成
B. 连接电路时,开关必须处于闭合状态
C. 为避免损坏电源,不可用导线将电池两极直接相连
D. 两盏灯总是同时亮、同时灭,这两盏灯必定是串联的
【答案】C
【解析】
【详解】A.一个完整的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的,导线用于连接各个元件,形成电流的通路,故A错误;
B.连接电路时,为了防止电路连接过程中出现短路等问题损坏电路元件,开关必须处于断开状态,而不是闭合状态,故B错误;
C.用导线将电池两极直接相连,会造成电源短路,短路时电路中的电流会很大,会损坏电源,所以为避免损坏电源,不可用导线将电池两极直接相连,故C正确;
D.两盏灯总是同时亮、同时灭,这两盏灯不一定是串联的,也可能是并联,并且开关在干路上,控制整个电路,故D错误。
故选C。
4. 如图所示是实验室用来测量电流大小的仪器——电流表,下列说法正确的是( )
A. 电流表应与被测小灯泡并联
B. 当电路中的电流难以估计时,要选用小量程试触
C. 电流表两接线柱可以直接接到电源两极
D. 电流应从“+”接线柱流入,“-”接线柱流出
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流表在电路中相当于导线,则应与被测用电器串联,故A错误;
B.当电路中的电流难以估计时,应先试用大量程“试触”,根据指针偏转情况确定合适的量程,故B错误;
C.电流表在电路中相当于导线,电流表两接线柱如果直接接到电源两极,会造成电源短路,可能烧坏电源和电流表,所以电流表两接线柱不可以直接接到电源两极,故C错误;
D.电流表在使用时,应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,否则会造成电流表指针反向偏转,故D正确。
故选D。
5. 下列各种情景中改变物体内能的方式与其他三个不同的是( )
A. 滑下滑梯臀部变热 B. 压缩使空气变热
C. 摩擦使手变暖 D. 加冰使可乐变冷
【答案】D
【解析】
【详解】滑下滑梯臀部变热,是通过克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能。
压缩使空气变热,是通过做功的方式,将机械能转化为空气的内能,属于做功改变物体的内能
摩擦使手变暖,是通过摩擦力做功,将机械能转化为手的内能,属于做功改变物体的内能。
加冰使可乐变冷,是通过热传递的方式,可乐的热量传递给冰,属于热传递改变物体的内能。
所以改变物体内能的方式与其他三个不同的是 D。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
6. 如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中( )
A. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
B. 动能减小,重力势能增大,机械能不变
C. 动能不变,重力势能增大,机械能增大
D. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】无人机在竖直向上匀速运动的过程中,质量不变,速度不变,位置变高,故动能不变,重力势能变大,动能与重力势能之和变大,即机械能变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7. 在纪念抗战胜利阅兵式上,国产新型战机“歼一35”挂弹受阅。现场解说提到:“该机携带的航空煤油具有较高热值,可保障战机长时飞行。”以下说法正确的是( )
A. 煤油燃烧越充分,其热值越大
B. 在阅兵过程中,煤油燃烧了一部分,剩余的热值将减小
C. 使用航空煤油作燃料,主要是由于它所含的热量较多
D. 相同质量的这种航空煤油,完全燃烧后产生的热量比其他热值低的燃料更多
【答案】D
【解析】
【详解】A.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,故A错误;
B.热值与燃料的质量无关,剩余煤油的种类不变,其热值也不变,故B错误;
C.热量是一个过程量,不能说“含有热量”,故C错误;
D.根据,相同质量的燃料,热值越大,完全燃烧产生的热量越多。航空煤油热值高,所以相同质量的航空煤油完全燃烧后产生的热量比其他热值低的燃料更多,故D正确。
故选D。
8. 如图所示的三个电路,下列对其通路、断路、短路判断正确的是( )
A. 甲断路、乙短路、丙通路 B. 甲短路、乙通路、丙断路
C. 甲断路、乙通路、丙短路 D. 甲通路、乙短路、丙断路
【答案】A
【解析】
【详解】甲图电路由于开关断开,是断路状态;乙图开关闭合,由于灯泡两端并联了一根导线,直接将电源正负两极相连,会造成电源短路;丙图的电路开关闭合,是处处连通的电路,属于通路,故A正确,BCD错误。
故选A。
9. 如实物图所示,以下判断正确的是( )
A. 灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B. 灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C. 灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D. 灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
【答案】C
【解析】
【详解】由实物图可知,电流从正极出发经开关、电流表、灯泡L2、L1回负极,电压表并联在L1两端,则灯L1与灯L2串联,电压表与灯L1并联,所以电压表测灯L1两端的电压,故C正确,ABD错误.故选C.
10. 自2025年元月起,祁阳公交增开第12路公交车,城内公交网络覆盖更全。公交车的前、后门两侧扶手上各装有一个红色按钮,想要下车的乘客只要按下其中任何一个按钮,装在车内的电铃就会响起,以提醒司机停车。下列电路图选项,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】按下任何一个下车按钮时电铃都会发声,说明两个开关工作时互不影响,是并联的,然后再与电铃串联在电路中,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
二、填空及作图题(每空1分,每图2分,共21分)
11. 长征八号运载火箭采用绿色环保液态氢作为燃烧剂,这是因为液态氢的___________大,的液态氢完全燃烧能释放出___________J的热量(液态氢的热值),湿地能有效调节城市气温,主要原因是水的___________大;春夏季节,漫步在洋澜湖畔,可以闻到阵阵的花香,从物理学的角度来讲,这是___________现象。
【答案】 ①. 热值 ②. ③. 比热容 ④. 扩散
【解析】
【详解】在质量相同的情况下,热值越大的燃料,完全燃烧放出的热量越多。液态氢的热值很大,因此是理想的火箭燃料。
液态氢完全燃烧释放的热量为
湿地中含有大量的水。水的比热容较大,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化较小。因此,湿地能有效调节城市气温,主要原因是水的比热容大。
闻到花香,是因为花香分子在空气中不停地做无规则运动,这属于扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
12. 如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。辘轳在使用时相当于______(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),它的摇柄属于简单机械中的______(选填“省力”或“费力”)机械;若想让提升物体时更省力可以适当增加______(选填“A”或“B”)的长度。
【答案】 ①. 轮轴 ②. 省力 ③. B
【解析】
【详解】[1]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成,通常把大轮叫轮,小轮叫轴,所以辘轳是轮轴的一种。
[2]辘轳其实是一个变形的杠杆,支点在轴心处,动力作用在轮上,阻力作用在轴上,所以其动力臂远大于阻力臂,故辘轳是省力机械。
[3]若增加B的长度,就增加了动力臂,动力臂越长就越省力,因此增加B的长度,提物体时会更省力。
13. 为了响应国家体重管理年的号召,家庭健身日渐成为日常。图为某同学健身过程中,物体A的质量为,滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢匀速提升时,该健身器材中滑轮的作用是___________。若内脚腕将A物体匀速提起,则对物体A所做的功的功率为___________W。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 改变力的方向 ②. 5
【解析】
【详解】该滑轮是定滑轮,故其作用是改变力的方向。
对物体A所做的功等于物体克服重力所做的功,故所做的功为
对物体A做功的功率为
14. 一节新干电池的电压为___________V;将电动自行车钥匙插入锁孔旋转一下,车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的___________;给电动车充电时,蓄电池相当于电路中的___________。为了保护同学们的视力,学校教室的日光灯换成了护眼灯,我们发现一个开关可以同时控制几盏护眼灯,那这几盏灯之间的连接方式是___________联。
【答案】 ①. 1.5 ②. 开关 ③. 用电器 ④. 并联
【解析】
【详解】由电学基础常量可知一节新干电池电压为1.5V。
车钥匙可控制电动车电路通断,故相当于开关。
因给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能将其转化为化学能储存,故相当于电路中的用电器。
因各护眼灯工作时互不影响,符合并联电路的工作特点,故连接方式为并联。
15. 如图甲电流表示数为___________A。如图乙所示电路,若要使灯和电铃组成串联电路,只需闭合开关___________;若要使灯和电铃组成并联电路,则需闭合开关___________;若断开,闭合、,则灯___________。(选填“亮”或“不亮”)。
【答案】 ①. 0.24 ②. ③. 、 ④. 不亮
【解析】
【详解】甲图电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,由指针位置可知示数为;
由串联电路电流路径特点可知,仅闭合时灯与电铃串联;
由并联电路电流路径特点可知,闭合、时灯与电铃并联。
因断开、闭合和时灯被短路,故灯不亮。
16. 作图题
(1)如图甲所示是个压核桃钳子,其简化示意图如图乙所示,请在图(1)乙中画出压核桃时,作用在A点的阻力F2的阻力臂,以及作用在B点的最小动力。
(2)如图(2)所示,根据实物电路在虚线方框内画出相应的电路图。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,连接OB作为动力臂,此时动力臂最长,动力的方向应该向下,过点B垂直于OB向下作出最小动力的示意图;
过支点O作阻力力的作用线的垂线,可得阻力臂,据此作图。
【小问2详解】
由实物电路,两个灯泡和是并联的,开关控制支路,据此作图。
三、实验探究题(每空1分,共21分)
17. 如图所示是小明探究“杠杆的平衡条件”的实验装置,实验中,每个钩码质量都相等。
(1)如图甲所示,杠杆在此位置静止,这时杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)应向___________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,是为了便于___________;
(3)图乙所示,若将、位置的钩码都向O点靠近1格,杠杆将会___________(选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)实验时,测得的实验数据如下表所示。分析表中数据可得出杠杆平衡条件为___________(用字母表示);实验中多次改变力和力臂的大小,目的是_________________________________;
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
10
2
5
2
10
1
20
2
15
3
10
(5)为帮助学生理解力臂,物理老师自制了如图丙所示的“杠杆力臂演示仪”继续实验(杠杆O点固定但固定装置未画出,杠杆自重和摩擦不计),调节杠杆水平平衡后,保持不动,使向下折一个角度,如果要保持杠杆在图丁所示状态平衡,接下来的操作是_________________________________。(合理即可)
【答案】(1)平衡 (2) ①. 左 ②. 测量力臂
(3)左端下沉 (4) ①. ②. 寻找普遍规律
(5)将向远离O点方向移动##增大的重力
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态定义为杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆保持静止,因此属于平衡状态。
【小问2详解】
图甲中杠杆左端高、右端低,说明杠杆重心在支点的右侧,平衡螺母应向偏高的左侧调节;
让杠杆在水平位置平衡时,力的方向竖直向下,力臂会与杠杆重合,可直接通过杠杆上的刻度直接读出力臂长度,便于测量力臂。
【小问3详解】
设每个钩码重力为G,杠杆每格长度为L,由图乙可知,钩码都向O靠近1格后,左侧力和力臂的乘积
右侧力和力臂的乘积
左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积,所以杠杆左端下沉。
【小问4详解】
分析表格三组数据,第1次实验:
第2次实验:
第3次实验:
故可得杠杆平衡条件为:
本实验是探究普遍规律的实验,多次实验的目的是通过多组不同数据避免偶然性,得到普遍适用的杠杆平衡条件。
【小问5详解】
左侧和都不变,即左侧力与力臂的乘积不变,向下折后,竖直向下,支点到力作用线的垂直距离变短,即力臂变短,根据杠杆平衡条件,可通过将向远离O点方向移动,增大的力臂或增大的重力,使杠杆重新平衡。
18. 如图所示,某实验小组的同学们在“探究斜面的机械效率”的实验中,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了下表中的实验数据。
(1)分析表中的数据可得出:斜面越缓越___________(填“省力”或“省功”)。
(2)该小组在保持第2次斜面的倾斜程度不变的基础上又进行了第4次实验,他们在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5 m和1 m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4 N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为___________;本次实验中物体在棉布上受到的摩擦力大小为___________;
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出:斜面的机械效率与___________和___________有关。
实验次数
斜面的倾斜程度
物块重力
斜面高度
拉力
斜面长度
机械效率
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
【答案】(1)省力 (2) ①. 62.5% ②. 1.5N
(3) ①. 斜面倾斜程度 ②. 斜面粗糙程度
【解析】
【小问1详解】
由表中数据可知,第3次实验时的拉力为;第2次实验时的拉力为;第1次实验时的拉力为,由此可知,斜面的倾斜程度越缓越省力。
【小问2详解】
保持第2次斜面的倾斜程度不变,拉动同一物块所做的有用功为
拉动同一物块所做的总功为
这种情况下斜面的机械效率为
克服摩擦力所做的额外功为
物体在棉布上受到的摩擦力大小为
【小问3详解】
分析表格中的第2列和第7列可知斜面的机械效率与倾斜程度有关,分析第2次和第4次实验数据可知斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关;故斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关。
19. 在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时,小东同学按如图所示将甲、乙小球()分别拉到与竖直方向成一定角度的位置,由静止释放,当小球与静止在相同水平而且处于同一位置的木块发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。(图中的摆长L都相等)
(1)本实验中,通过观察___________可比较出小球所具有的动能大小关系。
(2)实验中为了探究动能大小与速度的关系,应选择___________两图进行实验分析可知,物体的动能大小与物体的速度___________。(选填“有关”或“无关”)。
(3)若实验中水平面绝对光滑,本实验将___________(选填“能”或“不能”)达到研究目的。
【答案】(1)木块移动距离
(2) ①. (b)、(c) ②. 有关
(3)不能
【解析】
【小问1详解】
本实验运用转换法,小球动能大小不能直接测量,通过观察木块被推动的距离大小来反映小球动能的大小,木块被推动得越远,表示小球的动能越大。
【小问2详解】
探究动能大小与速度的关系,需要控制小球质量相同,改变小球的速度,改变释放摆角可以改变速度,故选(b)、(c)两图进行实验。
同一小球质量不变,释放摆角不同,小球撞击木块的速度不同,木块被推动距离不同,由此说明物体的动能大小与物体的速度有关。
【小问3详解】
若水平面绝对光滑,木块受到小球撞击后不受摩擦力,木块将做匀速直线运动,无法比较木块滑行的距离,因此不能达到实验研究目的。
20. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)要比较不同燃料的热值,应选择___________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过___________来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);若利用液体吸收的热量和燃料燃烧的质量来测得的热值与实际值相比是偏___________(选填“大”或“小”);
(2)要比较不同物质吸热能力的特点:应选择___________两图进行实验;液体a、b吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,则从图像可以看出,液体___________的比热容较大。
【答案】(1) ①. 甲、乙 ②. 温度计上升示数 ③. 小
(2) ①. 甲、丙 ②. b
【解析】
【小问1详解】
要比较不同燃料的热值,需控制被加热的液体种类、质量相同,改变燃料种类,因此选择甲、乙两图进行实验。
实验中运用转换法,燃料完全燃烧放出的热量通过温度计上升示数来反映,液体升温越高,说明燃料放出热量越多。
由于燃料燃烧放出的热量会有部分散失到空气中,液体实际吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量,而计算时将液体吸收的热量当作燃料完全燃烧放出的热量,根据可知,通过实验得到的燃料热值与实际相比偏小。
【小问2详解】
要比较不同物质吸热能力,需要控制燃料相同(保证相同时间放出热量相同),改变烧杯内液体种类,故选择甲、丙两图进行实验。
由图丁可知,质量相同的液体a、b,升高相同温度时,液体b的加热时间更长,吸收的热量更多,根据可知,液体b的比热容较大。
四、综合题(21题4分,22题6分,23题8分,共计18分)
21. 如图所示,电动机在10s内将重为384N的建筑材料匀速提升5m,电动机对绳子拉力做的功为2400J,求:
(1)电动机做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)
(2)80%
【解析】
【小问1详解】
电动机匀速提升建筑材料过程中,电动机做功的功率为
【小问2详解】
该提升过程中,有用功为
滑轮组的机械效率为
22. 我国在世界上首次对可燃冰实现安全可控开采。可燃冰分解后,可释放出约天然气,已知天然气热值为,水的比热容为。求:
(1)可燃冰释放出的天然气完全燃烧,放出的热量约是多少?
(2)这些热量被质量为的水吸收后,水温从升高至,求水吸收的热量?
(3)上述过程中可燃冰的利用效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)80%
【解析】
【小问1详解】
可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
水升高的温度
水吸收的热量
【小问3详解】
可燃冰利用效率为
23. 在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵中,某参阅车辆以较低的恒定速度匀速通过长安街核心检阅区,行驶距离为500m。已知该装甲车总质量为10t,在长安街平整路面低速行驶时,受到的阻力约为车重的0.02倍。其搭载的柴油机效率为40%。所用柴油的热值。(g取)试计算:
(1)该装甲车匀速前进时受到的牵引力是多少?
(2)该车通过核心检阅区过程中,柴油机做的有用功是多少?
(3)在此过程中,柴油机消耗的柴油质量约为多少?(结果保留两位小数)
【答案】(1)2000N
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
装甲车匀速行驶,受力平衡,牵引力等于阻力,车重
阻力
故牵引力
【小问2详解】
牵引力做功为有用功,有用功
【小问3详解】
由 得
由 得
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